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* UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIA DA SAÚDE DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS FARMACOGNOSIA CARBOHIDRATOS Profª Drª Maria de Fátima Vanderlei de Souza * Carbohidratos 1 - Introdução Os carbohidratos são também chamados de: sacarídeos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares. 2 - Definição: são substâncias definidas quimicamente como: poli-hidroxi-cetona (cetoses) ou polihidroxialdeído - (aldoses), grupamento aldeidico: que possui carbonila primária; e do grupamento cetônico: que possui carbonila secundária. 2 2 * Carbohidratos 3 – Fórmula geral : Cn(H2O)n 4 – Funções: como elemento de sustentação na estrutura do organismo (celulose e outros polissacarídeos da parede celular) ; como reserva energética, sob a forma de polímero (amido), armazenando energia solar captada por processo fotossintético; como constituinte de diversos metabólitos: ácidos nucléicos e coenzimas; e como precursor de todos os metabólitos. * Os vegetais são auto-suficientes na produção de carboidratos. Os animais precisam alimentar-se de células vegetais (ou de animais herbívoros) para obter glicose e O2 para produzir energia para suas reações metabólicas. CARBOIDRATOS 4 * Carbohidratos 5 – Divisão dos carbohidratos: 5.1 – Monossacarídeos ou oses simples: são carbohidratos formados apenas por uma unidade osídica. Obs: se caracterizam por possuir em sua estrutura química de três a nove átomos de carbono, sendo as mais comuns: pentoses e hexoses, presentes em maior quantidade nas plantas. 5.2 – Osideos: são substâncias resultantes da união de unidades de oses, através de ligações osídicas. * Carbohidratos 5.3 – Classificação dos osídeos: 5.3.1 – Holosídeos 5.3.2 – Heterosídeos 5.3.1.a – Oligossacarídeos; e 5.3.1.b - Polissacarídeos 5.3.1.a – Oligossacarídeos: possui de duas a dez unidades osidicas. * Carbohidratos 5.3.1.b - Polissacarídeos: possui mais de dez unidades osídicas. Ex: Amido 5.3.2 – Heterosídeos: são substâncias formadas por uma unidade não osídica (aglicona ou genina) e unidade(s) osídica(s). Ex: saponinas 6 – Principais monossacarídeos 6.1 – Glicose: presente em grande quantidade nas espécies vegetais. * Carbohidratos 6.1.a - Obtenção da glicose: HQ + HE Amido 8 * Carbohidratos 6.1.b – Usos da glicose Terapêutica: Glicose líquida: utilizada nas formas galênicas; Glicose anídra ou monohidratada: administração parenteral; Glicose em solução isotônica (5%) ou solução hipertônica (15, 20 e 30%), destina-se a: rehidratação; prevenção de desidratação e pós-operatório. Indústria: a glicose é utilizada como anticristalizante e reguladora da untuosidade. 9 * Carbohidratos Cont. Principais monossacarídeos 6.2 – Frutose: é um produto resultante da hidrólise da inulina e está presente praticamente em todos os frutos. 10 * Carbohidratos 6.2.a – Usos da frutose: Alimentação parenteral; e regime de certos tipos de diabetes 6.2.b – Propriedades; - tem reabsorção intestinal lenta; - não desencadeia a secreção de insulina; e - seu metabolismo é hepático. 11 11 * Carbohidratos 6.3 – Sorbitol: presente nos frutos de diversas rosaceas. 6.3.a – Usos do sorbitol: - colagogo; - estimulante da contração vesicular; - em soluções de 5 a 10% é utilizada na re-hidratação; - nas profilaxias e tratamentos das cetoses; e nas desnutrições 6.4 – Manitol 6.4.a – Obtenção do manitol: o meio deve ser alcalino porque neste pH a aldose se polimeriza a cetose. (alcalinização da D-glicose em meio alcalino, seguida de redução catalítica ou eletrolítica) 6.4.b – Uso do manitol: diurético 12 * Carbohidratos 7 – Principais Oligossacarídeos Maltose; sacarose; lactose; gentianose,etc Estrutura molecular dos três dissacarídeos mais importantes na dieta humana. A maltose possui um isômero (1 - 6), a iso-maltose, formada durante o processo digestivo do amido e glicogênio. 13 13 * Carbohidratos Sacarose: diose não redutora; constitui a principal forma de reserva e transporte de energia dos vegetais; e se acumula no interior de muitas raízes. 8 – Polissacarídeos 8.1 – Funções dos polissacarídeos nos seres vivos: Responsáveis pela rigidez das paredes celulares; Armazenamento de energia; Proteção dos tecidos contra o ressecamento devido ao poder hidrofílico; 14 * Carbohidratos 8 – Origem dos polissacarídeos 8.1 – Polissacarídeos elaborados por microorganismos: presentes nos alginatos bacterianos, leveduras e outros polímeros. 8.1.a - Dextrano: elaborado pela atuação enzimática do sistema transgucosídasico da bactéria Leucomostoc mesenteroides. 8.1.a.1 - Usos terapêuticos do dextrano nas hemorragias; estados de choque ou queimaduras; Compõe os colírios destinados a melhor bem-estar dos usuários de lentes corneanas. 15 * Carbohidratos Cont. Usos terapêuticos do dextrano Os dextranos de menor peso molecular reduz a viscosidade sangüinea, evita a estase sangüinea a nível da microcirculação e corrigi a hiperagregabilidade plaquetária. 8.1.a.2 – Uso não terapêutico do dextrano É utilizado na preparação de geles para filtração molecular (sephadex). 8.1.a.3 - Derivados do dextrano: - O sulfato do dextrano é usado externamente como antiflamatório. 16 * Carbohidratos 8.2 - Polissacarídeos isolados de algas 8.2.a – Ácido algínico e alginatos; 8.2.b – Carragenanos e carragenatos; e 8.2.c – Ágar-Ágar (gelose) 8.2.a – Ácido algínico e alginatos: presentes nas algas feofíceas, laminarias e fucus. Ácido alginico: polímero linear formado a partir dos ácidos gulurânico e manurônico. 17 * APLICAÇÕES Ácido Algínico +Base: hidróxido de Na+ hidróxido de Ca+2 Usos Cosmética Sal + H2O POLISSACARÍDEOS DE ALGAS * Biotecnologia: Microalgas para produção de biodiesel Biopropylene A150D: bioplástico produzido com 51% de algas marinhas POLISSACARÍDEOS DE ALGAS * Odontologia e Medicina Alimentícia POLISSACARÍDEOS DE ALGAS * POLISSACARÍDEOS DE ALGAS MEDICINA Cura e prevenção - China, Coréia e Japão Alga parda tratamento do bócio Regulação do apetite Expansão no interior do estômago Sensação de saciedade ao cérebro Pesquisas Asma, bronquite, verminoses, artrite e hipertensão Polissacarídeos chamados fucoidanos Ação anti-cancerígena * Carbohidratos 8.2.a.1 - Usos do ácido algínico e alginatos: Indústria Farmacêutica - Nas formulações de comprimidos (desintegração); e Nas formulações de cremes e pomadas (estabilizante) Indústria de cosméticos: seu uso se deve as propriedades emulsionantes e capacidade de retenção hídrica. Indústria de alimentos: pastelaria e sorveteria. Medicina: no tratamento da obesidade; suporte de inúmeros medicamentos antiulcerosos e protetores da mucosa gástrica. * Carbohidratos Alginato de Cálcio: utilizado nas hemorragias dentárias ou ferimentos superfíciais. 8.2.b – Carragenanos: presentes nas rodofíceas e musgos. São polímeros de galactose fortemente sulfatados. 8.2.b.1 – Constituição química dos carragenanos: são formados por cadeias de β-D-galactose com ligações 1,3 e unidades de α-D-galactose com ligações 1,4. 19 * Carbohidratos 8.2.b.2 – Usos dos carragenanos: - Antiinflamatório e antiulcerogênico; Pastas dentríficias, cremes e emulsões. 8.3 - Polissacarideos isolados de vegetais superiores 8.3.1 – Polissacarideos Homogêneos; e 8.3.2 - Polissacarídeos Heterogêneos 8.3.1 – Polissacarídeos Homogêneos: são substâncias formadas por n unidades osídicas, sendo todas da mesma ose. Ex: amido; glicogênio; celulose; inulina; fibras alimentares, etc. * Carbohidratos Estrutura da celulose Celulose: A - disposição das moléculas de glicose, unidas por ligações glicosídicas; e B - as moléculas de glicose assumem a configuração em cadeira e estabelecem entre si pontes de hidrogénio. 21 * As fibras da celulose consistem em aproximadamente 40 cadeias estendidas e paralelas de glicanos. A estrutura final é estabilizada por ligações de hidrogênio intermoleculares. * Carbohidratos 8.3.1.a – amido: Substância polissacarídica indispensável na alimentação humana e em grande número dos animais. 8.3.1.a.1 - Ocorrência do amido: presente em todos os orgãos vegetais. 22 * Carbohidratos 8.3.1.a.2 - Composição química do amido: Amilose e amilopectina Amilose: cadeia altamente ramificada. Possui mais de 1000 unidades de glicose, unidas por ligações α-1,4 e α-1,6. A união da ligação α-1,6 ocorre a cada 25 unidades, formando a cadeia de ramificação. 23 * Carbohidratos 8.3.1.a.3 – Propriedades do Amido Possui forma elipsoidal, reniforme ou cordiforme; Apresenta o fenômeno da luz negra, quando submetido á luz. 8.3.1.a.4 – Emprêgo Farmácia, Indústria de alimentos e medicinal. 8.3.1.a.5 – Fontes: Cereais como: trigo, milho, cevada, aveia, etc. 24 * Glicogênio O glicogênio é um polissacarídeo encontrado nas células animais em forma de grãos ou grânulos. Assim como a amilopectina, apresenta ramificações em ligações do tipo 1-6. * Quitina: depois da celulose é o segundo polissacarídeo mais abundante. O principal componente do exoesqueleto dos artrópodes, insetos, caranguejos e lagostas. Estrutura: polímero de N-acetil-D-glicosamina Ligações (β1→4) * Carbohidratos 8.3.2 – Polissacarideos Heterogêneos: são substâncias de alto peso molecular, formados por n unidades osídicas, sendo estas compostas por diferentes oses. Ex: gomas, mucilagens, pectinas, etc. 8.3.2.1 – Gomas: são substâncias que esudam dos orgãos vegetais após um traumatismo, tamponando um ferimento. 8.3.2.1.a – Composição química das gomas: as gomas são substâncias complexas, em suas estruturas tem: - Pelo menos a presença constante de um ácido hexa-urõnico; Polimero não linear. * Carbohidratos 8.3.2.1.b – Fontes das gomas: Ex: Leguminosas; Esterculiaceas; Combretaceas, etc 8.3.2.1.c – Local de Formação das gomas: se formam nas regiões intermediárias, invadindo as capas tissulares externas. 8.3.2.1.d – Propriedades e emprêgos de algumas gomas: Gomas de Esterculiaceae ( Cola e cacau) - Absorve grande quantidade de água; Não é absorvida a nível das mucosas digestivas; São não fermentáveis; * Carbohidratos São ácidas; São reguladoras do trato intestinal: forma um hidrogel que aumenta o peristaltismo intestinal; Podem ser prescritas no tratamento de colítis crônicas e gastroenterítes; Excelente fixador de próteses dentárias e para material de colostomias, devido sua adesividade. Gomas de Leguminosas Goma arábica: Presente no tronco da árvore de alguns tipos de Acaia africanas; Para uso comercial, é coletada e desidratada; Na indústria alimentícia é utilizada como espessante, estabilizante, emulsificante e agente vitrificante. 26 * Carbohidratos 8.3.2.2 – Mucilagens: são constituintes celeulares normais pré-existentes em formações histológicas especializadas; São frequentes no tegumento externo das sementes, que parece ter a função de retenção de água para auxiliar na germinação. a - Fontes: amplamente distribuídas, ocorrendo frequentemente nas Malvaceas. b - Classificação b.1 – Mucilagens Neutras: são mucilagos formados por galactomananas (manose + galactose) . 27 * Carbohidratos Estrutura da galactomananas + + n - Manose n - Galactose 29 * “Você pode descobrir mais sobre uma pessoa em uma hora de brincadeira do que em um ano de conversa.” Platão
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